机械电子技术的研究现状与发展趋势

左成亚

班级：b机电092班学号：0910106226摘要：机械电子工程又译为机电一体化技术，是20世纪80年代随着微电子技术高度发展而兴起的一门新技术。首先讨论有关机械电子工程的一些名词定义和涵义，其次，以数控机床、工业机器人以及柔性自动化系统为主线，介绍机械电子工程发展历史；第三，阐述机械电子工程的共性关键技术，特别强调了电子测控系统的作用；第四，探讨机械电子技术的研究现状与发展趋势；第五，提出对机电一体化系统的技术要求和设计原则。关键词：微电子传感器；调理电路；测量系统；系统数学模型；系统动态响应；系统频率响应；控制器；伺服系统；步进电动机运动；微处理机；输入输出接口；计算机网络；plc控制器；机电一体化；技术；现状；发展趋势。

1.机械电子技术的概述

“机械电子工程”来源于英文名词“mechatronics”。这是由日本人首创的一个新词，它取了“mechanics（机械学）”的前五个字母和“electronics（电子学）”的后七个字母组合而成，x涵义是机械与电子的集成技术。在我国通常译为“机电一体化”。欧洲经济共同体内部，普遍把“mechatronics”定义为“在设外产品或制造系统时所思考的精密机械工程、电于控制以及系统的最佳协同组合”。日本机械振兴协会经济研究所于1981年提出：“mechatronics心这个名词乃是在构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合而成的系统总称”。这—提法体现了“机械电子工程”的基本内容和特征，具有一定程度的指导意义。

2.机械电子技术的研究现状

2.1国外机电一体化发展现状

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。第一阶段（又称初级阶段）是20世纪60年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认。第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展。第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。

1989年在日本东京召开的第一届国际先进机电一体化学术会议，是机电一体化向纵深发展的标志，各国政府也开始有计划地推动和发展机电一体化技术和产品。目前，日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。美国商务部曾发表过一份关于日本机电一体化的研究报告，对日美两国机电一体化技术的基础研究、超前开发与形成产品等三方面进行了比较，结论是除机器视觉与软件外，日本的基础研究与美国是可以比拟的。当前，他们都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题，并投入大量资金支持发展相关技术。因此，机电一体化产品得以迅猛发展，主要表现在以下4个方面：（1）机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。在工业发达国家，数控机床占机床总数的30%～40%。工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展，数量在未来十年将以25%～30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。

（2）机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。计算机集成制造系统cims是当今世界制造业发展的总趋势，它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。cims的实现是全局动态的最优综合。

机械电子技术的研究现状与发展趋势

（3）激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合，不仅大大扩展了机电一体化的应用领域，而且使一些行业出现重大变革，是当今信息业与制造业的最佳结合点。